OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) Untuk Indonesia

https://www.makai.com/ocean-thermal-energy-conversion/

Indonesia adalah negara kepulauan yang sebagian besar wilayahnya terdiri dari lautan yaitu kedua didunia setelah Kanada. Pemanfaatan sumber daya alam laut Indonesia sudah cukup baik diantaranya dibidang perikanan, pertambangan dan perindustrian. Sumber daya alam laut Indonesia bisa juga dimanfaatkan sebagai energi listrik terbarukan. Sinar matahari yang jatuh di lautan diserap oleh air laut secara efektif dan energi tersebut tertahan pada lapisan permukaan laut pada kedalaman 35-100 m, dimana gaya angin dan gelombang menyebabkan temperatur dan kadar garam mendekati uniform. Pada wilayah lautan tropis yang terletak kira-kira diantara 15 lintang utara dan 15 lintang selatan, energi panas yang diserap dari matahari memanasi air laut pada mixed layer dengan suhu sekitar 28 C (82 F) yang konstant siang dan malam setiap bulan (Avery and Wu.1994).

Gambar Citra Satelit Temperature Permukaan Air laut (seatemperature 16 Oktober 2020)

Dibawah mixed layer, air laut menjadi semakin dingin seiring dengan pertambahan kedalaman hingga mencapai kedalaman 800 sampai 1000 m (2500 to 3300 ft), temperatur air berubah menjadi 4.4 C (40 F). Pada kedalaman 900 m keatas terdapat reservoir air dingin yang sangat besar. Air dingin ini merupakan akumulasi dari air dan es yang mencari dari daerah kutub. Hasil yang terjadi 2 hal diatas adalah adanya reservoir air panas yg besar di permukaan dan reservoir air dingin dibawah dengan perbedaan suhu sekitar 22 C sampai 25 C. Temperatur ini tak berubah drastis sepanjang tahun, dengan variasi beberapa derajat akibat adanya perubahan cuaca dan musim, dan perbedaan suhu antara pergantian siang dan malam hanya berefek sekitar 1 derajat (Rahman.2008).

Sistem kerja OTEC mirip dengan sistem kerja siklus hidrologi di bumi yaitu ketika pada siang hari, matahari mengangkat molekul-molekul air mengalami penguapan (evaporation) ke awan lalu angin meniupkan ke arah daratan dan saat terjadi pengembunan (condensation) di awan, maka butiran-butiran air yang tadinya berupa uap kembali menjadi cair lalu turun ke darat. Sistem kerja inilah yang ditiru oleh OTEC yaitu memompa air laut permukaan yang bertemperatur tinggi (hangat) dan mengevaporasikannya kedalam turbin untuk menghasilkan listrik lalu mengkondensasikannya kembali dengan air laut dingin yang diambil pada laut dalam dan kemudian siklus berulang (Rahman,2008).

Terus bagaimana prinsip kerja dari OTEC itu sendiri ? Secara sederhana dapat disebutkan bahwa OTEC bekerja dengan memanfaatkan perbedaan temperatur untuk membangkitkan tenaga listrik dengan cara memanfaatkannya untuk menguapkan Ammonia atau Freon. Tekanan uap yang timbul kemudian dipergunakan untuk memutar turbin.Sistem kerja OTEC ini terbagi menjadi dua sistem yang menggunakan siklusyang berbeda, yaitu siklus terbuka dan siklus tertutup. Siklus terbuka dan siklustertutup ini merupakan pengembangan dari siklus rankine atau siklus termodinamikayang biasanya menggunakan air sebagai fluida kerja. Siklus Rankine ini digunakanuntuk memproduksi 80% dari kebutuhan listrik dunia.

Prinsip Kerja OTEC Secara Umum :

Gambar Prinsip Kerja OTEC Secara Umum

1. Konversi energi panas laut atau OTEC menggunakan perbedaan temperature antara permukaan yang hangat dengan air laut dalam yang dingin, minimal sebesar 77 derajat Fahrenheit (25°C) agar bisa digunakan untuk membangkitkan listrik.

2. Laut menyerap panas yang berasal dari matahari. Panas matahari membuat permukaan air laut lebih panas dibandingkan air di dasar laut. Hal ini menyebabkan air laut bersirkulasi dari dasar ke permukaan. Sirkulasi air laut ini juga dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan energi listrik.

3.Dalam beroperasinya OTEC, pipa-pipa akan ditempatkan di laut yang berfungsi untuk menyedot panas laut dan mengalirkannya ke dalam tangki pemanas guna mendidihkan fluida kerja. Umumnya digunakan ammonia sebagai fluida kerja karena mudah menguap. Dari uap fluida tersebut selanjutnya akan digunakan untuk menggerakkan turbin pembangkit listrik. Selanjutnya, uap fluida dialirkan ke ruang kondensor. Didinginkan dengan memanfaatkan air laut bersuhu 5 derajat Celcius. Air hasil pendinginan kemudian dikeluarkan kembali ke laut. Begitu siklus seterusnya.

Selain digunakan untuk pembangkit listrik, Adapun manfaat manfaat lain dari OTEC itu sendiri diantaranya :

1. Air Conditioning

Air laut yang dingin yang dipompa oleh fasilitas OTEC memberikankemampuan untuk pendinginan mesin-mesin yang berkaitan dengan fasilitas OTEC.Menurut perhitungan Departemen Energi Amerika Serikat, pipa berdiameter 0,3 m dapat memompa sebanyak 0,08 meter kubik air perdetik. Jika 6 0C air dingin mampu dipompa oleh fasilitas OTEC, dapat digunakan untuk mendinginkan bangunan besar. Jika sistem beroperasi selama 8000 jam dan listrik lokal dijual seharga 5-10 sen per kWh, maka ituakan menghemat tagihan listrik sebesar 200.000 hingga 400.000 dolar pertahun.

2. Budidaya perairan

Sistem OTEC memiliki kemampuan untuk memompa air laut perairan dalam dalam jumlah besar. Air laut tersebut mengandung nutrisi yang diperlukan untuk budidaya perikanan. Budidaya salmon dan lobster sangat bergantung pada nutrisi dari laut dalam, sehingga hal ini sangat berpotensial untuk dikembangkan. Dinginnya air juga dapat dipergunakan untuk mengatur suhu air kolam budidaya dan mendinginkan hasil budidaya.

3. Desalinasi

Sistem siklus terbuka dan hybrid OTEC dapat dimanfatkan untuk desalinasi.Air yang dikondensasi adalah air tawar tanpa mineral laut yang dapat dijadikan air minum atau irigasi pertanian dekat pantai.

4. Produksi hidrogen

Hidrogen bisa diproduksi lewat elektrolisis menggunakan listrik yangdihasilkan OTEC. Air hasil disalinasi dapat dimanfaatkan sebagai medium elektrolisis dengan penambahan bahan lain untuk meningkatkan efisiensi.

5. Ekstraksi mineral

Sejak dulu diketahui bahwa laut mengandung banyak sekali mineral terlarut yang dapat dimanfaatkan, misalnya magnesium, namun mahalnya biaya pemompaan dibandingkan dengan hasilnya membuat kegiatan tersebut tidak berlangsung secara besar- besaran. Dengan adanya fasilitas OTEC, ekstraksi mineral air laut dalam dapat dilakukan sambil memproduksi listrik.

Menurut Para Peneliti Wilayah Indonesia terdapat dua lokasi dengan potensi situs OTEC terbanyak, yaitu Sulawesi Utara dan Selatan Kalimantan dengan kedalaman masing-masing 500 m. Kami menyimpulkan bahwa situs potensial OTEC ada di Kalimantan Selatan (ɳ = 0.732 385) dan Sulawesi Utara (ɳ = 0.745 152) laut. Potensi OTEC di laut Indonesia sangat besar, berdasarkan beberapa wilayah yang memiliki kondisi suhu optimal untuk konversi energi panas laut. Selain itu, Menurut Penelitian menekankan pada optimalisasi pemanfaatan OTEC di kedalaman yang lebih dangkal (500 m hingga 600 m) harus dilakukan di masa mendatang Semoga dengan kemajuan pada bidang Renewable Energy di Indonesia OTEC sendiri akan dikembangkan dan sigunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik di Indonesia

Referensi:

Avery, W. H. Wu, Chih. 1994. Renewable energy from the ocean : a guide to OTEC. Oxford University Press, Inc.New York.

http://cdiac.esd.ornl.gov/ftp/cdiac74/chapter5.pdf

https://id.wikipedia.org/wiki/Konversi_energi_termal_lautan

https://www.seatemperature.org/

Rahman, Y. 2008. OTEC : Ocean Thermal Energy Conversion. Bandung: Institut Teknologi Bandung Press

Wu, Chih. 1987. “A performance bound for real OTEC heat engines”. Ocean engineering, 24,349.